El Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón, más conocido como ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) es un centro de investigación multinacional ubicado en Grenoble (Francia). Cuenta con un sincrotrón de electrones exclusivamente dedicado a la producción y utilización de luz sincrotrón con fines científicos. El anillo, uno de los mayores de este tipo existentes en Europa y en el mundo, tiene 844 m de longitud y opera a una energía de 6 GeV.
El ESRF está ubicado junto al Instituto Laue-Langevin (ILL) y el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), con los que forma en conjunto el EPN Science Campus o «campus científico europeo de fotones y neutrones».Recibe anualmente a más de 6000 investigadores y cuenta con más de cuarenta líneas de luz. Está financiado por un consorcio de 21 países europeos. Francia y Alemania son los países que más contribuyen a la financiación, más de un 50 % del total. España aporta un 4 % del capital.
Los primeros planes para la construcción del sincrotrón datan de la década de los 70. Alemania y Francia hicieron la propuesta de proyecto conjuntamente en octubre de 1984, a la que se adhirieron otros países en los años siguientes. La construcción se inició a principios de enero de 1988. La primera inyección de electrones en el anillo de almacenamiento se llevó a cabo en febrero de 1992 y en junio de ese mismo año se alcanzó la corriente especificada de 100 mA. La inauguración oficial tuvo lugar el 30 de septiembre de 1994.
En enero de 2008, el consejo supervisor del ESRF autorizó una renovación masiva de la instalación. La primera fase del programa, entre 2009 y 2015 tiene un presupuesto de unos 166 millones de euros, de los que más de 70 millones provinieron del presupuesto de operaciones del ESRF; el resto fue aportado por los países miembros. La segunda fase de renovación, de siete años de duración, se puso en marcha en mayo de 2015.
El sincrotrón del ESRF es una fuente de luz sincrotrón de «tercera generación», caracterizada por haces de radiación muy intensos y colimados con una sección transversal muy pequeña. Cuenta con un acelerador lineal que acelera los electrones hasta 200 MeV y un booster de 300 m que imparte a los electrones su energía final de 6 GeV. Desde el booster los electrones son inyectados en el sincrotrón principal (anillo de almacenamiento), hasta una corriente máxima de 200 mA.
Los electrones almacenados son guiados en una órbita aproximadamente circular por 64 dipolos. El anillo cuenta también con 320 imanes cuadrupolos y 224 sextupolos, para focalizar los electrones y corregir desviaciones en su energía. Estos elementos se disponen en el anillo en el mismo orden en grupos de 16 celdas idénticas. Cada celda contiene dos secciones rectas que pueden alojar un ondulador o un wiggler de hasta 5 m de longitud. Las líneas de luz conducen la radiación emitida por los electrones al atravesar los onduladores, wigglers e imanes dipolares hasta la estación donde se llevan a cabo los experimentos.
La función principal de ESRF es la construcción y mantenimiento de líneas de luz y su puesta a disposición a instituciones públicas y privadas para que estas llevan a cabo experimentos. Se trata, por lo tanto, de una instalación para usuarios externos, aunque los investigadores en plantilla también llevan a cabo proyectos de investigación propios. Las líneas de luz están dedicadas a estas áreas principales de investigación:
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